无线传感器网络中能量高效的覆盖与连通算法研究.pdf

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储躲昏蛔新签名磁期:丛年上月啦日日期:丝年』月么细作者签名:,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。
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摘要随着微传感器技术、无线网络技术和嵌入式处理技术的发展,无线传感器网络,简称嚼丛蕉的科研人员对其展开研究,并极大地方便了人们的生活。覆盖和连通问题是其中的两个基本问题,是衡量网络服务质量的重要指标之一。只有网络对监测区域达到一定程度的覆盖,网络才能对监测区域进行证。由于传感器节点大多采用电池供电,能量有限,因此无线传感器网络覆盖和连通问题的研究热点就是在保证网络覆盖和连通的同时,如何合理高效的利用网络有限的能量,延长网络生存期。本论文在分析了现有的覆盖和连通问题解决方案的基础上,提出了一种基于异构节点的覆盖控制算法。异构无线传感器网络由两种能力不同的节点组成,即普通节点和超级节点。普通节点采用基于状态轮转的密度控制算法,节点状态被划分为三个状态:睡眠状态、侦听状态和活跃状态,设计了一个节点冗余判断机制来判断节点的冗余性,从而更好地使网络达到覆盖。超级节点采用基于路由表的转发策略来保证网络的通信连通。通过两类节点的协作使得网络达到覆盖与连通的目的。模拟结果表明,在具有相同初始能量的情况下,该算法可以减少网络的整体能耗,延长网络生存期。本论文还提出了一种与节点位置无关的无线传感器网络覆盖控制算法,在不需要准确地理位置信息的情况下,节点通过调整自己的通信半径,与邻居交换信息来决定自己的状态,最终实现整个网络的覆盖与连通。模拟结果表明,该算法在保证网络覆盖率的同时,可以减少网络的整体能耗,延长网络生存期。能量的有效利用是衡量无线传感器网络覆盖控制算法性能的一个重要指标,本论文提出的基于异构节点的覆盖控制算法和与节点位置无关的覆盖控制算法,在保证无线传感器网络覆盖和连通的同时,能合理的利用网络的能量,延长了网络的生存期,对相关研究具有一关键词:无线传感器网络,覆盖,连通,异构,路由表实时监测,因此对监测区域的良好的覆盖是提高网络服务质量的保定的意义。
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